鎢合金是由導(dǎo)電性高的銅和難熔金屬鎢組成。金屬鎢和銅之間既不互相溶解也不形成金屬間化合物,只能形成假合金,因此,W-Cu合金呈現(xiàn)出鎢的耐高溫、高硬度、低膨脹系數(shù)和銅的高導(dǎo)熱、導(dǎo)電性、好的塑性等綜合優(yōu)異性能。由于這類(lèi)合金耐電弧燒蝕、耐熔焊、耐沖擊、機(jī)械強(qiáng)度高,因此,廣泛應(yīng)用于高“腐蝕”高“磨損”的環(huán)境中。
鎢合金電鍍技術(shù)迎來(lái)迅速發(fā)展的一年
鎢合金電鍍代鉻技術(shù)
鎢合金電鍍代鉻技術(shù)鍍鉻是一種傳統(tǒng)的加工工藝,廣泛用于功能性鍍層和裝飾性鍍層領(lǐng)域,美國(guó)每年鍍鉻工業(yè)產(chǎn)值達(dá)80億美元,中國(guó)超過(guò)100億人民幣。但該工藝致命的缺點(diǎn)是:鉻酸濃度高,含鉻廢水和廢氣污染大。鍍鉻過(guò)程中產(chǎn)生的六價(jià)鉻是一種危險(xiǎn)的致癌物。世界各國(guó)的環(huán)保部門(mén)對(duì)鉻霧及含鉻廢水的排放都進(jìn)行了嚴(yán)格的控制,完全取消鍍鉻已是世界各國(guó)環(huán)保部門(mén)的一項(xiàng)重任。因此,尋找代鉻工藝已經(jīng)成為所有制造業(yè)的需要。
鎢合金電鍍工藝,在鍍層成份上有創(chuàng)新,可以獲得韌性好的厚鍍層。該項(xiàng)技術(shù)的主要特點(diǎn)是:①克服了現(xiàn)有鍍鉻工藝Cr6+對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染。②在硬度、耐磨耐蝕等主要性能上相當(dāng)或優(yōu)于鍍鉻。③物料利用率高,生產(chǎn)成本較低。④可以充分利用現(xiàn)有的鍍鉻工藝設(shè)備,改造工程小。
國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)和用戶(hù)使用表明,鍍件耐磨性好,硬度高,使用壽命有所提高,可加工性好,耐磨蝕好。鎢基合金的各項(xiàng)性能指標(biāo)相當(dāng)于或優(yōu)于硬鉻鍍層:顯微硬度:使用儀器Hvs-1000型維氏硬度計(jì)測(cè)出所鍍鍍層的維氏硬度為Hv=600~1300Hv,維氏硬度的變化直接與鍍層的組分有關(guān)系。耐蝕性:將鍍片分別浸入5%的鹽酸、5%的氫氧化鈉中測(cè)得其耐腐蝕性,結(jié)果表明在5%的鹽酸中浸泡72小時(shí),鍍層表面形成藍(lán)色保護(hù)膜后,阻止了腐蝕的進(jìn)一步發(fā)生;在5%的氫氧化鈉中浸泡72小時(shí),鍍層完好無(wú)損。鍍厚能力:鍍厚能力可達(dá)0.3mm。
鍍層與基底結(jié)合力:通過(guò)對(duì)不同的基底材料進(jìn)行合適的前處理,可以得到鍍層與基底材料結(jié)合力很好的鍍層。基底材料形狀:可在各種基底材料上得到合格的鍍層。該項(xiàng)工藝技術(shù)的推廣應(yīng)用具有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
鎢合金電鍍攻克抽油桿防腐難題
石油鉆井設(shè)備和采油設(shè)備在礦場(chǎng)應(yīng)用中碰到兩大難題:腐蝕與磨損。為了延長(zhǎng)油管抽油桿的使用壽命,必須提高油管抽油桿的耐磨和防腐性能,某企業(yè)據(jù)國(guó)家863計(jì)劃最新成果--鎢基合金電鍍技術(shù),生產(chǎn)出鍍滲鎢基合金防腐耐磨油管抽油桿(DSW),它是一種高新科技產(chǎn)品,具有以下優(yōu)點(diǎn):鍍層的耐磨、耐蝕方面具有很好的綜合性能;鍍層均勻;物料利用率高,能耗和水耗比較低;沒(méi)有污染,是環(huán)保產(chǎn)品。該產(chǎn)品是解決磨損與腐蝕這兩個(gè)難題的最佳產(chǎn)品。
耐磨性:在干摩擦和加油潤(rùn)滑情況下均有極佳的耐磨性。油邊界潤(rùn)滑情況下,摩擦系數(shù)低,在同等對(duì)偶條件下,摩擦副的磨損量比硬鉻層的磨損量小很多。
耐蝕性:具有耐H2S、CO2、NaCl等腐蝕性介質(zhì),中性鹽霧試驗(yàn)300小時(shí)可達(dá)10級(jí),5%硫酸、鹽酸和有機(jī)酸均對(duì)它無(wú)影響。
鍍層由A、B、C三層構(gòu)成,通過(guò)工藝控制,C層為非晶態(tài)結(jié)構(gòu),B層為層狀結(jié)晶,A層為柱狀結(jié)晶,且各層電極電位C>A>B,由于結(jié)晶不同,柱狀孔隙與片狀孔隙不易重合在一點(diǎn)上,孔隙率減小,腐蝕的機(jī)率就下降。鍍層破壞后,在腐蝕的環(huán)境中,因B層電位最低,做為陽(yáng)極,造成B層的橫向腐蝕,先B層發(fā)生保護(hù)性腐蝕,后A層發(fā)生腐蝕,有效保護(hù)了基體,所以ABC結(jié)構(gòu)具有明顯的抗蝕性能。
對(duì)于工況相對(duì)惡劣(礦化度>100000mg/l)時(shí),可采用ABC+高分子材料封閉結(jié)構(gòu)。外加減磨高分子材料封閉結(jié)構(gòu)層,具有減磨、耐磨特性,有效保護(hù)油井管桿,且隔離腐蝕介質(zhì)與鍍滲層的接觸,在ABC結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上進(jìn)一步增加油管、抽油桿的抗蝕耐磨性能。
鍍鎢基合金防腐油管、套管技術(shù)要求:
1、選材的化學(xué)成分符合SY/T6194-2003中7.1的化學(xué)成分要求,進(jìn)廠(chǎng)后進(jìn)行金相試驗(yàn)和拉力試驗(yàn),合格后方可使用。
2、表面的內(nèi)鍍層厚度≥20μm,鍍層質(zhì)量符合熱震法要求。
3、鍍后機(jī)械性能應(yīng)滿(mǎn)足SY/T6194-2003中的要求。
4、鍍后表面質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足針孔率每平方米不超過(guò)3個(gè)。
5、鍍后的外形尺寸應(yīng)符合SY/T6194-2003中8.2的要求。
6、鍍后密封面和螺紋尺雨應(yīng)符合GB/T9253.2-1999中
7、鹽霧噴射試驗(yàn)96小時(shí)不變色。
8、人造海水浸泡法60小時(shí)不變化。
鍍鎢基合金防腐抽油桿、光桿技術(shù)要求:
1、選材符合SY/T5029-2003中的材質(zhì)要求,進(jìn)廠(chǎng)后進(jìn)行金相試驗(yàn)和拉力試驗(yàn),合格后方可使用。
2、表面鍍層厚度≥20μm,鍍層質(zhì)量符合熱震法要求。
3、鍍后力學(xué)性能應(yīng)滿(mǎn)足SY/T5029-2003中的力學(xué)性能要求。
4、鍍后表面質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足針孔率每平方米不超過(guò)3個(gè)。
5、鍍后的外形尺寸應(yīng)符合SY/T5029-2003中7.1的要求。
6、螺紋應(yīng)符合SY/T5029-2003中9.5的要求。
7、維護(hù)與裝卸應(yīng)符合SY/T5643-1995的要求。
8、鹽霧噴射試驗(yàn)96小時(shí)不變色。
9、人造海水浸泡法60小時(shí)不變化。
鎢合金入選國(guó)家級(jí)新材料產(chǎn)品目錄
據(jù)了解,將出臺(tái)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中的新材料部分將主要集中于對(duì)產(chǎn)業(yè)中下游的扶持,與工信部正在起草的《稀有金屬專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》形成銜接,《稀有金屬專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》將主要針對(duì)采礦、冶煉方面。
另外,對(duì)于此前業(yè)內(nèi)流傳的擬對(duì)十種稀有金屬品種進(jìn)行收儲(chǔ)的政策,權(quán)威人士說(shuō),截至目前,發(fā)改委方面僅對(duì)稀土收儲(chǔ)做過(guò)專(zhuān)項(xiàng)調(diào)研,因行業(yè)內(nèi)分歧巨大,至今未能達(dá)成統(tǒng)一意見(jiàn),對(duì)稀土的收儲(chǔ)短期內(nèi)難以成行。對(duì)于其他稀有金屬的收儲(chǔ)計(jì)劃,發(fā)改委未做過(guò)任何形式調(diào)研,也暫無(wú)計(jì)劃。但就有色金屬行業(yè)就上報(bào)的近百種新材料品種,其中鈦材及鎢深加工產(chǎn)品(硬質(zhì)合金)已確定入選國(guó)家級(jí)新材料目錄。










